某地下室超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工技術研究

梁一彬 陳亞春

超長混凝土結(jié)構(gòu)指結(jié)構(gòu)單元長度超過了混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范所規(guī)定的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距的結(jié)構(gòu)。隨著建筑業(yè)的發(fā)展，由于各個建筑個體的具體情況及建筑物的使用功能要求，某些工程中不允許采用伸縮縫等永久性縫，從而導致越來越多的超長混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)。本文結(jié)合筆者參與的某地下室超長混凝土結(jié)構(gòu)工程，針對其超長施工技術進行研究，為類似工程提供借鑒。

1 工程簡況

本工程地上兩棟主樓采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，裙房采用框架結(jié)構(gòu)。該地下室為 2層，屬超長結(jié)構(gòu)，最大長度 265m，最大寬度 122m。

2 本工程的技術難點分析

2.1 如何控制結(jié)構(gòu)收縮開裂問題

本工程為超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采用補償收縮混凝土，可以不留后澆帶。即在混凝土中摻加膨脹劑，使其產(chǎn)生適度的膨脹來補償收縮，以膨脹所產(chǎn)生的壓應力來抵消收縮所產(chǎn)生的拉應力。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同的部位，調(diào)整其摻加量，在結(jié)構(gòu)收縮應力最大的中部采用大膨脹混凝土(即膨脹加強帶)，在結(jié)構(gòu)收縮應力較小的部位采用微膨脹混凝土，以使混凝土的收縮拉應力得到大小適宜的補償。采用這種辦法，不留后澆帶，混凝土連續(xù)澆筑，可以大大加快施工進度，減少后澆帶處理給施工帶來的麻煩和給工程質(zhì)量帶來的隱患，提高結(jié)構(gòu)的整體性和安全性，并節(jié)約工期、降水費用和施工管理費用。

2.2 防水問題

本工程底板做外防水不僅代價較大，且耽誤工期。因此，采用混凝土結(jié)構(gòu)自防水技術才是較為經(jīng)濟與節(jié)省工期的正確選擇。從目前工程實踐來看，膨脹混凝土是解決混凝土開裂比較理想的材料。膨脹混凝土在鋼筋或臨位限制下，膨脹能做功，產(chǎn)生預壓應力，它可抵消收縮產(chǎn)生的拉應力，并推遲了收縮的產(chǎn)生過程，混凝土抗拉強度在此期間能獲得增長。當混凝土開始收縮時，其抗拉強度已增長到足以抵抗收縮引起的拉應力，從而防止和減少收縮裂縫的出現(xiàn)。在混凝土中摻加適量的膨脹劑，通過水泥的化學反應，使混凝土產(chǎn)生適量膨脹，在鋼筋和臨位限制下，在鋼筋混凝土中建立0.2MPa～1.0MPa的預壓應力，可大致抵消混凝土收縮時產(chǎn)生的拉應力，防止混凝土開裂。同時，水化反應生成的鈣釩石晶體屬針狀、棒狀晶體，填充、切斷、堵塞混凝土的毛細孔，使混凝土的抗?jié)B能力大大提高，抗?jié)B標號可達S30，從而達到混凝土結(jié)構(gòu)自防水的目的。

2.3 底板承臺大體積混凝土裂縫控制問題

本工程底板厚度接近1m，承臺厚度約2m，又逢夏季施工，水化熱引起混凝土內(nèi)部溫升很高，極易產(chǎn)生溫度裂縫。因此，必須采取一定的技術措施。

1)在混凝土中摻入膨脹劑，使其產(chǎn)生適度的膨脹，用以抵消混凝土結(jié)構(gòu)的部分冷縮，從而可以減輕或避免溫差裂縫的出現(xiàn)。

2)在混凝土中摻入適量的緩凝減水劑，目的是為了降低滲漏隱患;另一方面，減水作用可以節(jié)約水泥用量，從而降低造價，且水泥用量越少，水化熱就越低，溫差裂縫就越少。

3)摻入粉煤灰或礦渣等活性混合材，取代部分水泥，可以降低水泥水化的發(fā)熱量，減少溫度應力，減輕裂滲的出現(xiàn)。

4)采用低熱或中熱水泥，降低原材料溫度，混凝土內(nèi)部預埋管道水冷散熱。

5)在施工過程中，做好測溫和覆蓋保溫工作。測溫主要是測定混凝土內(nèi)部與表面的溫差，溫差控制在 25℃以內(nèi)，就可以較好地控制裂縫;若溫差超過 25℃，就必須覆蓋保溫，提高混凝土表面溫度，縮小表面與內(nèi)部溫差。

3 本工程的技術方案

3.1 底板、頂板膨脹加強帶的設置

膨脹加強帶間距約為 30m～40m為宜。頂板膨脹加強帶的位置和底板基本相同，墻板的膨脹加強帶和底板、頂板的膨脹加強帶位置相對應。膨脹加強帶寬為2m(間歇式除外)，帶的兩側(cè)用孔徑為5mm的鋼板網(wǎng)隔攔，并用鋼筋固定牢固，鋪設的鋼板網(wǎng)搭接部分不超 5 cm。底板上膨脹加強帶的補償鋼筋直接綁扎在其對應的面筋上，而墻板、頂板上加強帶部分的補償鋼筋須綁扎在其對應的面筋和底筋上，Φ10～Φ12@150～200(螺紋鋼筋)為宜，伸出加強帶2m。

3.2 水平施工縫的設置

底板與外墻、外墻與頂板之間的水平施工縫位置應與底板或頂板表面相距300mm～500mm左右為宜，并設鋼板止水帶。外墻混凝土澆筑前，先鋪2 cm～3 cm厚的膨脹砂漿(與混凝土同配比，去掉石子)，以防爛根，然后再澆混凝土。拆模后，水平施工縫外側(cè)修補平整，迎水面用PMC彈性聚合物水泥分3遍～5遍涂刷2mm厚，寬度為水平施工縫上下各500mm。

3.3 外墻設置后澆膨脹加強帶

外墻先澆加強帶兩側(cè)的小膨脹混凝土，加強帶兩側(cè)豎向均設鋼板止水帶。間隔 3 d以上，待混凝土達到足夠強度再澆加強帶大膨脹混凝土。外墻混凝土施工完畢后，后澆加強帶外側(cè)迎水面分層刮涂PMC彈性聚合物水泥防水材料，涂刷厚度不小于2mm，寬度伸出后澆加強帶 500mm。沉降性后澆帶的做法與此相同。

3.4 垂直施工縫的設置

除后澆加強帶與(沉降性)后澆帶以外，墻體原則上不再留垂直施工縫，以減少滲漏隱患。墻體若必須留設垂直施工縫，則應避開地下水和裂隙水較多地段，并在豎向設鋼板止水帶或橡膠止水板，外側(cè)迎水面用彈性水泥分層涂刷不小于2mm厚，寬度為垂直施工縫左右各500mm。

3.5 配筋建議

1)膨脹混凝土只有在鋼筋和臨位結(jié)構(gòu)約束條件下才能產(chǎn)生預壓應力，因此為控制超長結(jié)構(gòu)冷縮和干縮引起的開裂，長度方向的配筋率建議不小于0.5%，并宜用螺紋鋼筋，鋼筋間距不宜過大。適當提高配筋率，設置細而密的鋼筋有利于混凝土抗裂。

2)鑒于墻體受施工養(yǎng)護和外界溫差影響較大易開裂，水平構(gòu)造筋的間距宜小于150mm，配筋率不應小于0.5%。對于墻柱相連的超長墻體，易在靠近柱子的區(qū)域出現(xiàn)應力集中而產(chǎn)生縱向裂縫，宜插入2m左右的水平附加筋，其中200mm～300mm插入柱子，其余置于墻體。

3)在變截面部位，由于應力集中往往容易出現(xiàn)開裂。為分散應力，應在此處增加構(gòu)造筋或斜拉筋(螺紋鋼筋)Φ10～Φ12@150～200。必須采取有效措施，在轉(zhuǎn)角、孔洞周圍加強構(gòu)造筋，轉(zhuǎn)角處增配斜向鋼筋或網(wǎng)片，在孔洞邊界設護邊角鋼等。

4)穿墻鋼筋或螺栓。自防水混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部設置的各種鋼筋或綁扎鐵絲，不得接觸模板。固定模板用的鋼筋和螺栓不宜穿過混凝土結(jié)構(gòu)，如必須穿過，則螺栓和鋼筋中央要焊上止水環(huán)，止水環(huán)必須滿焊。拆模后，將螺栓沿平凹底割去，外側(cè)迎水面用彈性聚合物水泥封堵，分層涂刷PMC厚度不小于2mm，半徑300mm。

4 混凝土的澆筑施工方案

4.1 底板混凝土的澆筑

1)補償收縮混凝土的澆筑施工。從一個方向開始澆搗，階梯形逐漸推進，振搗必須密實。澆筑到膨脹加強帶時，用專門配制的大膨脹補償收縮混凝土填充膨脹加強帶;膨脹加強帶澆筑完成后，再換回正常的微膨脹補償收縮混凝土繼續(xù)往前澆筑，依次反復進行直到全部完成。

2)二次抹面處理工序。在完成 ZY補償收縮混凝土工序后，為防止混凝土在硬化過程中出現(xiàn)表面龜裂現(xiàn)象，要及時進行二次抹面處理工序:在混凝土初凝以后、終凝之前，先人工用木抹邊拍打，使混凝土的漿料滲出;然后再用力進行抹壓，直至抹壓平整，抹壓至少兩遍，最后一遍的抹壓要掌握好時間，應在混凝土臨近終凝時為好，隨即用塑料薄膜覆蓋。

3)養(yǎng)護工序。補償收縮混凝土的養(yǎng)護非常重要，這是由于混凝土中形成的膨脹結(jié)晶——鈣礬石以及水泥水化都需要水，否則會影響膨脹效能。因此在每一塊混凝土澆筑、抹面完成后，要及時用塑料薄膜覆蓋其表面;當整塊混凝土終凝后，開始鋪麻袋片等養(yǎng)護材料(防止陽光直曬)并灑水養(yǎng)護，始終保持潤濕，放線后可采用蓄水養(yǎng)護，養(yǎng)護期不少于 14 d。自防水混凝土的養(yǎng)護是保證防水質(zhì)量的最重要的措施之一，一定要派專人負責養(yǎng)護工作。

4.2 外墻混凝土的澆筑

1)底板與外墻之間的水平施工縫是本工程防水最危險的地帶，此處水位最深，水壓最大，而施工縫處新老混凝土的界面又很薄弱，處理不好，常常會成為滲漏的隱患。為此，必須做到精心組織，精心施工。為此，在水平施工縫設一道鋼板止水帶。外墻施工前，首先將施工縫處混凝土鑿毛，將鋼筋間的所有雜物清理沖洗干凈，并保持潤濕，再鋪上一層20mm～30mm厚的膨脹水泥砂漿，膨脹水泥砂漿所用的材料和灰砂比應與自防水混凝土的材料和灰砂比相同，然后再澆混凝土。整個施工過程要做好組織管理，何時需要砂漿，需要多少，何時鋪設，需要預先算好，以防砂漿鋪設時間過長，而混凝土又來不及澆筑，造成質(zhì)量問題。外墻混凝土采用分層澆灌。泵管的布置須符合施工流水作業(yè)的要求。墻板混凝土的下料高度控制在 2m以內(nèi)，其他工序同底板混凝土的澆筑方法。

2)外墻混凝土壁薄而暴露面大，工程實踐表明，這里是最容易開裂的部位之一。開裂的原因是多方面的，一般是由于拆模過早，水分蒸發(fā)快，立面養(yǎng)護困難，受陽光直射、氣候變化以及風吹等因素影響，易因聚冷聚熱或急劇干燥而產(chǎn)生開裂現(xiàn)象，尤其是氣溫劇變、遭遇風吹日曬時。因此，外墻混凝土必須采取有效的保濕保溫養(yǎng)護措施。對于墻體等不易保水結(jié)構(gòu)，宜從頂部設水管噴淋，拆模時間不少于3 d，拆模后宜用濕麻袋緊貼墻體覆蓋，并澆水養(yǎng)護，要始終保持麻袋片潮濕，養(yǎng)護時間不少于 14 d。自防水混凝土的養(yǎng)護是保證防水質(zhì)量的最重要的措施之一，一定要派專人負責養(yǎng)護工作。

3)在墻板混凝土養(yǎng)護工作完成后，要及時作外防水，否則應繼續(xù)進行適當?shù)谋乇耩B(yǎng)護。外防水作業(yè)完成后，要盡早回填土(90 d內(nèi))保溫保濕。

4.3 頂板混凝土的澆筑方法

頂板混凝土的澆筑方法與底板基本相同。當澆筑完一塊混凝土后，即用塑料薄膜覆蓋已完成抹面工序的混凝土表面;當混凝土硬化后不久，應及時在混凝土表面覆蓋麻袋，澆水養(yǎng)護至少14 d。±0.000頂板施工完畢后，裸露部分必須盡早覆土(90 d內(nèi))，厚度500mm以上。

[1] 萬慕華.地下室防水工程新材料施工技術[J].建筑技術開發(fā)，2004(6):91-93.

[2] 王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制的綜合方法[J].施工技術，2000 (20):53-55.

[3] 富文權，韓素芳.混凝土致裂溫度的裂框試驗[J].混凝土，2004(1):9-11.

[4] 賀學民.金棕苑工程裂縫問題的分析研究[J].洛陽大學學報，2004(4):72-73.